不透光烟度计日常检查策略研究

戴晓锋

摘 要：GB 3847-2018《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》于2019年5月1日实施。不透光烟度计日常检查对保证自由加速法和加载减速法排放检验结果提供强有力的保证。本文研究不透光烟度计日常检查策略，旨在帮助机动车检验机构提高柴油车排放检验的正确率。

关键词：柴油車；加载减速法；自由加速法；不透光烟度计；日常检查

Study on daily inspection strategy of opacity meter

DAI Xiaofeng

（Yangzhou Polytechnic Institute， Yangzhou 225127， China）

Abstract： GB 3847-2018 "Limits and measurement methods for emissions from diesel vehicles under free acceleration and lugdown cycle" was implemented on May 1， 2019. The daily inspection of opacity meter provides a strong guarantee for the emission inspection results of free acceleration method and lugdown cycle method. This paper studies the daily inspection strategy of opacity meter， aiming to help the vehicle inspection agency improve the accuracy of NOx emission inspection.

Keywords： Diesel vehicles； lugdown cycle method； free acceleration method； opacity meter； daily inspection

不透光烟度计是柴油车排气污染物自由加速法和加载减速法检测所需的必要仪器。HJ/T 395-2007《压燃式发动机汽车自由加速法排气烟度测量设备技术要求》、GB 3847-2018《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》规定，不透光烟度计应采用分流式原理。不透光烟度计的采样频率至少为10Hz，应使得被测气体充满在一个内表面不反光的容器内，应能自动测量压燃式发动机汽车的排气烟度；不透光烟度计须配备与测功机控制系统兼容的数据传输装置；不透光烟度计的采样系统对发动机排气系统产生的附加阻力应尽可能小，采样系统能够承受试验过程中可能遇到的最高排气温度和排气压力；具有冷却装置（气冷或水冷），以保证将所采集样气温度降到不透光烟度计能处理的温度范围内。

本文主要研究不透光烟度计日常检查方法、技巧及规避风险的策略。

1 不透光烟度计技术要求

1.1 不透光度读数（以下参数均以不透光度的线性分度值为计量单位，GB 3847-2018中没有明示，请读者在实际工作中务必注意，不能理解为相对误差值。）

——示值范围：0～99.9%（注意：GB 3847-2018表述不正确，少了一位小数，与实际不相符。）

——分辨力：0.1%

——最大允许误差：±2.0%

——重复性：±1.0%

——零点漂移：在30 min内，烟度计的漂移不得超过±1.0%

1.2 光吸收系数

——示值范围：0～16.0 m-1（注意：GB 3847-2018为9.99 m-1，与不透光度的线性分度值的最大值99.9%不对应，可能是笔误。）

——分辨力：0.01m-1

——零点漂移：在30 min内，烟度计的漂移不得超过±0.08m-1（注意：GB 3847-2018没有规定以绝对光吸收系数单位为计量单位时的零点漂移量，但HJ/T 395-2007有规定，且为1h测量值，为了与GB 3847-2018规定相一致，笔者作了时间调整，请读者斟酌使用。）

1.3 光吸收系数与不透光度示值差异

仪器的光吸收系数k的示值与按仪器的不透光度读数N的示值用公式计算得到的光吸收系数k值之间的差异，不得大于0.05m-1。

1.4 响应时间

不透光烟度计测量电路的响应时间为不透光的遮光片使光通过暗通道被全遮挡时，仪表从10%满量程到90%满量程的时间，响应时间为1.0 s±0.1 s。

1.5 不透光烟度计的辅助功能

烟度计的烟气温度示值误差不超过±2℃。对带有发动机油温显示功能的烟度计，其机油温度示值误差应不超过±2℃。对带有发动机转速显示功能的烟度计，其转速示值误差应不超过±50 r/min。

2 日常检查策略

2.1 日常检查时机

GB 3847-2018规定不透光烟度计在进行加载减速法时，应在每次检测前对不透光烟度计进行0%和100%点的不透光度检查，检查结果应满足GB 3847-2018附录C的要求。

而HJ/T 395-2007规定检测站不透光烟度计的日常校准，应先进行零点和满量程校准（这里的满量程是99.9%，而不是100%与GB 3847-2018的说法是有区别的，笔者认为，HJ/T 395-2007对满量程的处理更具有可操作性，因为∞m-1毕竟不好计量，也没有实际意义。本文仍以GB 3847-2018规定为例进行介绍。）；继之以不透光度的线性分度为 30%、50%、70%和 90%标准滤光片检查，这个过程应有控制软件自动实现（配合相应的人工操作）。中间量程标准滤光片检查通过后，应退出不透光烟度计校准/检查界面，以进行下一步操作，并同时使得不透光烟度计校准时限自动更新。若中间量程标准滤光片检查未通过，控制软件应自动转入“校准”界面，再进行校准和量程检查。若量程检查再未通过，系统应自动锁止，不允许进行烟度排放检测。

虽然GB 3847-2018没有规定自由加速法是否需要每次检测前对不透光烟度计进行0%和100%点的不透光度检查，但在实际检测时，仍需要每次检测进行检查。

2.2 日常检查方法

2.2.1 0%点检查

不透光烟度计0%点检查方法较简单，也较方便，就是每次检测前读取零点数值，烟度计的漂移不得超过±1.0%（以不透光度的线性分度值为计量单位）或±0.08m-1即为合格。

2.2.2 100%点检查

不透光烟度计100%点检查方法常见的有两种，第一种就是采用全黑滤光片（遮光屏）插入不透光烟度计；第二种方法为关闭光源。其中，关闭光源有两种办法，一种为手动关闭，另一种为软件有自动关闭功能，建议机动车检验机构在购买不透光烟度计时，选择后者。

2.3 日常检查不合格的原因

2.3.1 0%点检查不合格的原因

不透光烟度计0%点检查不合格的原因一般是光学部件脏污所致；使用时间久的不透光烟度计，除了上述原因外，还有一个原因是光源老化，发光强度不够造成的。

排除故障的步骤一般是，首先清洁光学部件，从两侧排气孔插入清洁的酒精棉球，清洗光学镜片，直至光学镜片清洁为止，否则，应拆解进行光学系统清洁；清洁完毕后，接着进行0%点检查，如果此时0%检查仍然不能通过，则说明光学元件已老化，应予以更换。

2.3.2 100%检查不合格的原因

如果100%检查不合格，则应重新校准。

3 不透光烟度计的中间检查方法

应将一片遮光屏放置在烟室中进行中间检查，此遮光屏代表一种光吸收系数 k已知的气体，k值在 1.6～1.8m-1。k值必须已知，其精度在0.025m-1以内。

本检查在于校验当遮光屏插入光源和光电池之间时，不透光烟度计显示仪上的读数与此值相差不超过0.05m-1。

4 不透光烟度计响应时间检查

插入遮光屏使光電池全被遮住后，显示仪表指针偏转到满量程的 90%时所需要的时间即为不透光烟度计响应时间，应在0.9～1.1s之间。

由于烟室中的物理现象而产生的不透光烟度计响应时间，是从气体进入烟室开始到完全充满烟室为止所经历的时间，应不超过0.4s。也即注满烟室需要的时间。

这两个时间决定了自由加速法取样分析时间，取样分析时间过短，不能取得最大烟度，取样分析时间过长，能取得最大烟度，但影响检测效率。因此，应测量不透光烟度计的响应时间。

5 总结

本文通过对不透光烟度计日常检查策略研究，分析其风险点，旨在帮助机动车检验机构正确进行不透光烟度计日常检查，消除日常检查误区，正确获取检查结果，了解并掌握不透光烟度计日常检查不合格的处理方法，对保持设备完好率和检验结果的正确率起到好的示范作用。